(57)【要約】【課題】  フロートスイッチの数を最小限にした安価かつ簡易な構成で、複数台の水中ポンプを交互に自動運転することができるポンプ装置を提供する。【解決手段】  第１の水中ポンプ１は、第１の運転開始水位ＬＳ１と第１の運転停止水位ＬＥ１とを検出する第１のフロートスイッチ１０を有しており、第１の運転開始水位ＬＳ１が検出されたときに運転を開始し、第１の運転停止水位ＬＥ１が検出されたときに運転を停止するように構成されている。第２の水中ポンプ２は、第２の運転開始水位ＬＳ２と、第２の運転停止水位ＬＥ２とを検出する第２のフロートスイッチ２０と、異常水位ＬＡを検出する第３のフロートスイッチ３０とを有しており、第２の運転開始水位ＬＳ２が検出されたときに所定の回数に１回の割合で運転を開始し、第２の運転停止水位ＬＥ２が検出されたときに運転を停止し、異常水位ＬＡが検出されたときに運転を開始するように構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の運転開始水位と、前記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第１の運転停止水位とを検出する第１のフロートスイッチを有する第１の水中ポンプと、
前記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転開始水位と、前記第１の運転停止水位よりも高く前記第２の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転停止水位とを検出する第２のフロートスイッチと、前記第１の開始水位よりも高い位置にある異常水位を検出する第３のフロートスイッチとを有する第２の水中ポンプと、
を備え、
前記第１の水中ポンプは、前記第１の運転開始水位が検出されたときに運転を開始し、前記第１の運転停止水位が検出されたときに運転を停止するように構成され、
前記第２の水中ポンプは、前記第２の運転開始水位が検出されたときに所定の回数に１回の割合で運転を開始し、前記第２の運転停止水位が検出されたときに運転を停止し、前記異常水位が検出されたときに運転を開始するように構成されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記第１の水中ポンプは、ポンプ本体と、前記第１のフロートスイッチを前記ポンプ本体に接続するケーブルと、前記ケーブルの支持位置を調整可能なケーブル支持具とを有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記ケーブル支持具は、前記第１の水中ポンプのポンプ本体に取り付けられた支柱上で上下方向の位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記第２の水中ポンプは、ポンプ本体と、前記第２のフロートスイッチおよび前記第３のフロートスイッチの少なくとも一方を前記ポンプ本体に接続するケーブルと、前記ケーブルの支持位置を調整可能なケーブル支持具とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記ケーブル支持具は、前記第２の水中ポンプのポンプ本体に取り付けられた支柱上で上下方向の位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
【請求項６】
第１のフロートスイッチにより、第１の運転開始水位と、前記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第１の運転停止水位とを検出し、
前記第１の運転開始水位が検出されたときに第１の水中ポンプの運転を開始し、
前記第１の運転停止水位が検出されたときに前記第１の水中ポンプの運転を停止し、
第２のフロートスイッチにより、前記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転開始水位と、前記第１の運転停止水位よりも高く前記第２の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転停止水位とを検出し、
前記第２の運転開始水位が検出されたときに所定の回数に１回の割合で第２の水中ポンプの運転を開始し、
前記第２の運転停止水位が検出されたときに前記第２の水中ポンプの運転を停止し、
第３のフロートスイッチにより、前記第１の開始水位よりも高い位置にある異常水位を検出し、
前記異常水位が検出されたときに前記第２の水中ポンプの運転を開始することを特徴とするポンプ装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に係り、特に浄化槽装置などにおいて汚水の移送や排水のために複数の水中ポンプを有するポンプ装置に関するものである。また、本発明は、かかるポンプ装置の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、浄化槽装置などにおいては、汚水の移送や排水のために汚水用水中ポンプが用いられている。このような汚水用水中ポンプとして、ポンプが設置された槽内の水位を検知するフロートスイッチと、このフロートスイッチの水位信号に応じてポンプを運転・停止する運転制御回路とを備えた水中ポンプが知られている。
【０００３】
図１は、このような水中ポンプを２台備えた従来のポンプ装置を示す模式図である。図１に示すように、ポンプ２０１は、運転開始水位Ｌ１を検出するフロートスイッチ２１０と、運転停止水位Ｌ２を検出するフロートスイッチ２２０とを備えている。ポンプ２０２は、運転開始水位Ｌ３を検出するフロートスイッチ２３０と、運転停止水位Ｌ４を検出するフロートスイッチ２４０と、異常水位Ｌ５を検出するフロートスイッチ２５０とを備えている。
【０００４】
ポンプ２０１は、水位が運転開始水位Ｌ１を上回ると運転を開始し、水位が運転停止水位Ｌ２を下回ると運転を停止するように構成されている。ポンプ２０２は、水位が運転開始水位Ｌ３を上回ると２回に１回の割合で運転を開始し、水位が運転停止水位Ｌ４を下回ると運転を停止し、水位が異常水位Ｌ５を上回ると運転を開始するように構成されている。このような構成により、通常時はポンプ２０１とポンプ２０２とが交互に自動運転され、異常水位Ｌ５を上回ったときにポンプ２０１とポンプ２０２が同時に運転される。
【０００５】
このような従来のポンプ装置では、オンとオフとの高低差を大きくとれないフロートスイッチが用いられているため、図１に示すように、ポンプ２０１には２つのフロートスイッチ２１０，２２０が必要となり、ポンプ２０２には３つのフロートスイッチ２３０，２４０，２５０が必要である。このようなフロートスイッチは比較的高価なものであるため、フロートスイッチの個数を減らしてポンプ装置のコストを低減することが要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、フロートスイッチの数を最小限にした安価かつ簡易な構成で、複数台の水中ポンプを交互に自動運転することができるポンプ装置およびその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、フロートスイッチの数を最小限にした安価かつ簡易な構成で、複数台の水中ポンプを交互に自動運転することができるポンプ装置が提供される。このポンプ装置は、第１の水中ポンプと第２の水中ポンプとを備えている。上記第１の水中ポンプは、第１の運転開始水位と、上記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第１の運転停止水位とを検出する第１のフロートスイッチを有している。上記第１の水中ポンプは、上記第１の運転開始水位が検出されたときに運転を開始し、上記第１の運転停止水位が検出されたときに運転を停止するように構成されている。上記第２の水中ポンプは、上記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転開始水位と、上記第１の運転停止水位よりも高く上記第２の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転停止水位とを検出する第２のフロートスイッチと、上記第１の開始水位よりも高い位置にある異常水位を検出する第３のフロートスイッチとを有している。上記第２の水中ポンプは、上記第２の運転開始水位が検出されたときに所定の回数に１回の割合で運転を開始し、上記第２の運転停止水位が検出されたときに運転を停止し、上記異常水位が検出されたときに運転を開始するように構成されている。
【０００８】
この場合において、上記第１の水中ポンプは、ポンプ本体と、上記第１のフロートスイッチを上記ポンプ本体に接続するケーブルと、上記ケーブルの支持位置を調整可能なケーブル支持具とを有することが好ましい。この場合において、上記ケーブル支持具は、前記第１の水中ポンプのポンプ本体に取り付けられた支柱上で上下方向の位置を調整可能に構成されていることが好ましい。また、上記第２の水中ポンプは、ポンプ本体と、上記第２のフロートスイッチおよび上記第３のフロートスイッチの少なくとも一方を上記ポンプ本体に接続するケーブルと、上記ケーブルの支持位置を調整可能なケーブル支持具とを有することが好ましい。この場合において、上記ケーブル支持具は、上記第２の水中ポンプのポンプ本体に取り付けられた支柱上で上下方向の位置を調整可能に構成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、フロートスイッチの数を最小限にした安価かつ簡易な構成で、複数台の水中ポンプを交互に自動運転することができるポンプ装置の運転方法が提供される。この方法によれば、第１の水中ポンプの第１のフロートスイッチにより、第１の運転開始水位と、上記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第１の運転停止水位とを検出する。上記第１の運転開始水位が検出されたときに上記第１の水中ポンプの運転を開始し、上記第１の運転停止水位が検出されたときに上記第１の水中ポンプの運転を停止する。第２の水中ポンプの第２のフロートスイッチにより、上記第１の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転開始水位と、上記第１の運転停止水位よりも高く上記第２の運転開始水位よりも低い位置にある第２の運転停止水位とを検出する。上記第２の運転開始水位が検出されたときに所定の回数に１回の割合で第２の水中ポンプの運転を開始し、上記第２の運転停止水位が検出されたときに上記第２の水中ポンプの運転を停止する。また、第２の水中ポンプの第３のフロートスイッチにより、上記第１の開始水位よりも高い位置にある異常水位を検出する。上記異常水位が検出されたときに上記第２の水中ポンプの運転を開始する。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明によれば、複数台の水中ポンプを交互に自動運転するポンプ装置において、フロートスイッチの数を最小限（３個）に減らすことができ、ポンプ装置の構成を簡素化するとともにコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るポンプ装置の一実施形態について図２から図５を参照して詳細に説明する。なお、図２から図５において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態におけるポンプ装置を示す模式図である。図２に示すように、ポンプ装置は、槽内の水を外部に排出する２台の水中ポンプ１，２を備えており、これらの水中ポンプ１，２は、汚水が流入する浄化槽などの槽内に配置されている。第１の水中ポンプ１は１つのフロートスイッチ（第１のフロートスイッチ１０）を有しており、第２の水中ポンプ２は２つのフロートスイッチ（第２のフロートスイッチ２０と第３のフロートスイッチ３０）を有している。これらのフロートスイッチのうち、第１のフロートスイッチ１０と第２のフロートスイッチ２０は、オンとオフとの高低差の大きいフロートスイッチ、すなわち、フロートの姿勢が急峻にならないとオンとオフの切換がされないものを用いている。このようなオンとオフとの高低差の大きいフロートスイッチを用いることで、１つのフロートスイッチで上側と下側の２つの水位を検出することが可能となる。
【００１３】
本実施形態では、第１のフロートスイッチ１０は、オンとなる上側水位で第１の水中ポンプ１の運転が開始される運転開始水位（第１の運転開始水位）ＬＳ１を検知し、オフとなる下側水位で第１の水中ポンプ１の運転が停止される運転停止水位（第１の運転停止水位）ＬＥ１を検知する。また、第２のフロートスイッチ２０は、オンとなる上側水位で第２の水中ポンプ２の運転が開始される運転開始水位（第２の運転開始水位）ＬＳ２を検知し、オフとなる下側水位で第２の水中ポンプ２の運転が停止される運転停止水位（第２の運転停止水位）ＬＥ２を検知する。第２の運転開始水位ＬＳ２は第１の運転開始水位ＬＳ１よりも低い位置に設定されており、第２の運転停止水位ＬＥ２は第１の運転停止水位ＬＥ１よりも高い位置に設定されている。
【００１４】
第３のフロートスイッチ３０は、オンとなる水位で異常水位ＬＡを検出する。この異常水位ＬＡは、第１のフロートスイッチ１０の運転開始水位ＬＳ１よりも高い位置に設定されている。このように、第３のフロートスイッチ３０は、１つの水位を検出すればよいので、オンとオフとの高低差を大きくとれないフロートスイッチを用いてもよい。
【００１５】
水中ポンプ１，２が設置された槽内の水位が第１の運転開始水位ＬＳ１を上回ると、第１のフロートスイッチ１０がオンとなり、この第１のフロートスイッチ１０のオン信号を受けた第１の水中ポンプ１の制御部は、第１の水中ポンプ１の運転を開始する。また、水位が第１の運転停止水位ＬＥ１を下回ると、第１のフロートスイッチ１０がオフとなり、この第１のフロートスイッチ１０のオフ信号を受けた第１の水中ポンプ１の制御部は、第１の水中ポンプ１の運転を停止する。
【００１６】
また、槽内の水位が第２の運転開始水位ＬＳ２を上回ると、第２のフロートスイッチ２０がオンとなる。この第２のフロートスイッチ２０のオン信号を受けた第２の水中ポンプ２の制御部は、所定の回数に１回の割合で第２の水中ポンプ２の運転を開始する。本実施形態では、２回に１回の割合で第２の水中ポンプ２の運転を開始するように設定されている。
【００１７】
槽内の水位が第２の運転停止水位ＬＥ２を下回ると、第２のフロートスイッチ２０がオフとなり、この第２のフロートスイッチ２０のオフ信号を受けた第２の水中ポンプ２の制御部は、第２の水中ポンプ２の運転を停止する。また、水位が異常水位ＬＡを上回ると、第３のフロートスイッチ３０がオンとなり、第３のフロートスイッチ３０のオン信号を受けた第２の水中ポンプ２の制御部は、第２の水中ポンプ２が停止中であれば運転を開始する。
【００１８】
次に、このような構成のポンプ装置の動作について図３を参照して説明する。図３は、図２に示すポンプ装置の動作と槽内の水位の変化を示すタイミングチャートである。
【００１９】
まず、水中ポンプ１，２が設置された槽内の水位が第２の運転開始水位ＬＳ２と第２の運転停止水位ＬＥ２との間にあるとする。この状態で、槽内に水が流入し、水位が上昇して第２の運転開始水位ＬＳ２を上回ると、第２のフロートスイッチ２０がオンとなり、第２の水中ポンプ２の運転が開始される（Ｐ１）。この第２の水中ポンプ２の運転により槽内の水が排出され、槽内の水位が低下する。槽内の水の排出により水位が低下して第２の運転停止水位ＬＥ２を下回ると、第２のフロートスイッチ２０がオフとなり、第２の水中ポンプ２の運転が停止される（Ｐ２）。
【００２０】
この状態で、槽内に水が流入し、槽内の水位が上昇して第２の運転開始水位ＬＳ２を上回ると、第２のフロートスイッチ２０がオンとなるが、本実施形態では２回に１回の割合で第２の水中ポンプ２の運転を開始するように設定されているため、今回は第２の水中ポンプ２の運転は開始されない（Ｐ３）。さらに水位が上昇して第１の運転開始水位ＬＳ１を上回ると、第１のフロートスイッチ１０がオンとなり、第１の水中ポンプ１の運転が開始される（Ｐ４）。この第１の水中ポンプ１の運転により槽内の水が排出され、槽内の水位が低下する。槽内の水の排出により水位が低下して第１の運転停止水位ＬＥ１を下回ると、第１のフロートスイッチ１０がオフとなり、第１の水中ポンプ１の運転が停止される（Ｐ５）。
【００２１】
この状態で、槽内に水が流入し、槽内の水位が上昇して第２の運転開始水位ＬＳ２を上回ると、第２のフロートスイッチ２０がオンとなり、上述と同様にして第２の水中ポンプ２の運転が開始される（Ｐ６）。このようにして、第１の水中ポンプ１と第２の水中ポンプ２とが自動的に交互に運転される。
【００２２】
上述したように、槽内の水位が第１の運転開始水位ＬＳ１を上回ると、第１の水中ポンプ１の運転が開始されるが、槽内への流水量が第１の水中ポンプ１による排水量を上回っている場合には、槽内の水位が上昇し続ける。しかしながら、槽内の水位が異常水位ＬＡを上回ると、第３のフロートスイッチ３０がオンとなり、第２の水中ポンプ２の運転が開始される（Ｐ７）。したがって、第１の水中ポンプ１と第２の水中ポンプ２の双方が運転され、槽内の水が排出される。
【００２３】
この２台の水中ポンプ１，２の運転により槽内の水位が低下して第２の運転停止水位ＬＥ２を下回ると、第２のフロートスイッチ２０がオフとなり、第２の水中ポンプ２の運転が停止される（Ｐ８）。第１の水中ポンプ１はそのまま運転され、さらに水位が第１の運転停止水位ＬＥ１を下回ると、第１のフロートスイッチ１０がオフとなり、第１の水中ポンプ１の運転が停止される（Ｐ９）。このように、槽内の水位が異常水位ＬＡを上回ると、２台の水中ポンプ１，２が同時に運転され、大量の水を排出することができるようになっている。
【００２４】
このように、本実施形態のポンプ装置は、最小限（３個）のフロートスイッチで複数台の水中ポンプを交互に自動運転することができる。したがって、ポンプ装置の構成を簡素化するとともにコストを低減することができる。
【００２５】
ここで、第１のフロートスイッチ１０はケーブル１２により第１の水中ポンプ１のポンプ本体１４に接続されており、このケーブル１２はケーブル支持具１６により支持されている。また、第２のフロートスイッチ２０はケーブル２２により第２の水中ポンプ２のポンプ本体２４に接続されており、このケーブル２２はケーブル支持具２６により支持されている。また、第３のフロートスイッチ３０はケーブル３２により第２の水中ポンプ２のポンプ本体２４に接続されており、このケーブル３２はケーブル支持具３６により支持されている。これらのケーブル支持具１６，２６，３６は、それぞれのケーブル１２，２２，３２の支持位置を調整できるように構成されている。また、ケーブル支持具１６は、第１の水中ポンプ１のポンプ本体１４に取り付けられた支柱１８上で上下方向の位置を調整可能に構成されており、ケーブル支持具２６，３６は、第２の水中ポンプ２のポンプ本体２４に取り付けられた支柱２８上でそれぞれ上下方向の位置を調整可能に構成されている。
【００２６】
図４（ａ）は、第１の水中ポンプ１のケーブル支持具１６を示す平面図、図４（ｂ）は縦断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ケーブル支持具１６は、ポンプ本体１４に取り付けられた支柱１８に固定されるリング部１６ａと、リング部１６ａから突出する突出部１６ｂと、リング部１６ａを支柱１８上の所定の上下方向位置に係止する係止ねじ１６ｃとを備えている。突出部１６ｂは、図４（ｂ）に示すように、上下２つに分かれた２股構造をしており、２股の根元にはケーブル１２を挿通させる挿通孔１６ｄが形成されている。
【００２７】
このような構成により、ケーブル１２をケーブル支持具１６の挿通孔１６ｄに挿通させ、ケーブル１２を適切な長さに調整して、固定ねじ１６ｅを締め付けることにより、ケーブル１２の支持位置を調整できるようになっている。このように、ケーブル１２の支持位置を調整することによって、第１の運転開始水位ＬＳ１と第１の運転停止水位ＬＥ１の位置を調整することができる。なお、第２の水中ポンプ２のケーブル支持具２６，３６は、上述したケーブル支持具１６と同一の構造であるため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
図５は、本発明のポンプ装置に用いることができる水中ポンプの一例を示す縦断面図である。図５に示す水中ポンプは、内部にモータを収容したモータ部１００と、内部に羽根車１０２を収容したポンプ部１０４とを備えている。モータ部１００およびポンプ部１０４の内部には、主軸１０６が挿通されており、主軸１０６の下端には主軸１０６と一体に回転する羽根車１０２が取り付けられている。これにより、モータ部１００の動力がポンプ部１０４の羽根車１０２に伝達される。
【００２９】
ポンプ部１０４は、吐出口１０８ａを有する上部ケーシング１０８と、吸込口１１０ａを有する下部ケーシング１１０とを備えており、上部ケーシング１０８と下部ケーシング１１０とはタッピンねじ１１２によって固定されている。上部ケーシング１０８は、ＡＢＳ樹脂とＰＡ樹脂と３０％のガラス繊維とからなる樹脂材で形成されている。上部ケーシング１０８と下部ケーシング１１０とによって形成されるポンプ室１１２の内部に上述した羽根車１０２が収容されている。
【００３０】
ポンプ部１０４の上部ケーシング１０８の上部には、ポンプ部１０４の圧力水が漏れてモータ部１００内に浸入することを防止するメカニカルシール１１４が設けられている。このメカニカルシール１１４の下部摺動材としては、ＳｉＣやセラミックが用いられる。モータ部１００の電動機コアは小型化されており、例えば直径９５ｍｍ、長さ４０ｍｍの電動機コアが用いられる。また、モータ部１００のコイル部には、ミニチュアサーマルプロテクタ１１５が取り付けられている。
【００３１】
モータ部１００の上面はモータカバー１１６で覆われており、モータカバー１１６にはフロートスイッチ１１８が取り付けられている。モータカバー１１６の上部には、電源ケーブル１２０およびフロートスイッチ１１８から延びるケーブル１２２が取り付けられている。これらのケーブル１２０，１２２は、塩素に対して耐性を有するものが使用される。また、モータ部１００の上部のケーブル１２０，１２２の間には、樹脂製の束線バンド１２４が取り付けられている。この束線バンド１２４は、水中ポンプを運搬するときの取っ手として用いることができる。このような束線バンド１２４は、取り付けるときにリング部の大きさを調整できるようになっていることが好ましい。
【００３２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のポンプ装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるポンプ装置を示す模式図である。
【図３】図２に示すポンプ装置の動作と槽内の水位の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】図４（ａ）は図２に示すポンプ装置におけるケーブル支持具を示す平面図、図４（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明のポンプ装置に用いることができる水中ポンプの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
ＬＳ１    第１の運転開始水位
ＬＳ２    第２の運転開始水位
ＬＥ１    第１の運転停止水位
ＬＥ２    第２の運転停止水位
ＬＡ    異常水位
１，２    水中ポンプ
１０    第１のフロートスイッチ
１２，２２    ケーブル
１４，２４    ポンプ本体
１６，２６    ケーブル支持具
１８，２８    支柱
２０    第２のフロートスイッチ
３０    第３のフロートスイッチ
【図１】
2006283739.tif 000003
【図２】
2006283739.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006283739.tif 000006
【図５】
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